[發(fā)明專(zhuān)利]液力端及制造其的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680070683.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108290256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴巴薩海布·尼爾康德·卡利亞尼;馬達(dá)·烏馬坎特·塔卡萊;維賈伊庫(kù)馬爾·哈努曼特朗·卡斯尼斯;阿莫爾·拉古納特拉奧·德希穆克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 巴勒特鍛造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;B21J1/02;B21J5/02;C21D9/00;F04B53/16;F16L41/02;B21J1/04;F04B53/00
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 焦立波;王琦

本發(fā)明公開(kāi)液力端及其制造方法。傳統(tǒng)液力端制造方法涉及對(duì)所有表面進(jìn)行機(jī)加工。這需要更多的輸入原料用于制造過(guò)程且在機(jī)加工過(guò)程期間產(chǎn)生許多材料浪費(fèi)。在涉及開(kāi)式模鍛隨后機(jī)加工的傳統(tǒng)工藝中，僅導(dǎo)致大約34％的材料利用率。在本發(fā)明中，液力端部件幾何結(jié)構(gòu)被優(yōu)化。組裝表面被機(jī)加工，而其它或非組裝表面保持鍛造狀態(tài)。本發(fā)明的方法還導(dǎo)致機(jī)加工時(shí)間和排屑的顯著減少。本發(fā)明還公開(kāi)利用開(kāi)式模鍛和閉式模鍛及機(jī)加工的組合的制造工藝。其包括步驟：利用開(kāi)式模鍛對(duì)錠進(jìn)行初軋以形成用于閉式模鍛的坯料，利用鍛造設(shè)備在閉式模中鍛造坯料，對(duì)部件進(jìn)行半精加工/粗加工/局部加工、熱處理、鉆孔和精加工。液力端的大部分非組裝區(qū)域保持鍛造狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種在石油和天然氣領(lǐng)域中在泵送操作中使用的部件及該部件的制造。特別地，本發(fā)明涉及一種諸如液力端的部件的幾何結(jié)構(gòu)(形狀和尺寸)優(yōu)化及其制造工藝的優(yōu)化，其通過(guò)鍛造和機(jī)加工技術(shù)的組合提高生產(chǎn)力和強(qiáng)度。

背景技術(shù)

在石油和天然氣行業(yè)中，海上和陸上鉆井被確定為焦點(diǎn)領(lǐng)域。由于頁(yè)巖氣的新發(fā)現(xiàn)和定向鉆井的新技術(shù)，對(duì)鉆井設(shè)備的需求急劇增加，特別是對(duì)于安全和應(yīng)用關(guān)鍵設(shè)備的需求。為了滿(mǎn)足這種對(duì)安全和應(yīng)用關(guān)鍵部件的需求的增長(zhǎng)，制造工藝的生產(chǎn)率提高和創(chuàng)新是必要的。

包括油和天然氣工業(yè)的許多行業(yè)使用安全和應(yīng)用關(guān)鍵部件。數(shù)十年來(lái)，許多這些部件使用傳統(tǒng)的制造工藝(即，開(kāi)式模鍛，隨后機(jī)加工)被制造。在這些方法中，錠被初軋為坯，隨后進(jìn)行部件的鋸切、粗定尺寸、粗加工、熱處理、半精加工和精加工。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示的現(xiàn)有的液力端部件幾何結(jié)構(gòu)包括處于完全機(jī)加工狀態(tài)的所有表面，這需要更多的輸入原料用于制造過(guò)程并且在機(jī)加工過(guò)程期間產(chǎn)生許多材料浪費(fèi)。這還需要更高能力的設(shè)備進(jìn)行材料處理。

如圖9所示的現(xiàn)有的制造工藝是“開(kāi)式模鍛、機(jī)加工和熱處理”的組合。在該工藝中，在矩形坯件形成中，通過(guò)開(kāi)式模鍛由錠獲得坯料，而剩余的形狀通過(guò)機(jī)加工獲得。現(xiàn)有的工藝導(dǎo)致大約34％的材料利用率，由此從初軋坯到成品零件導(dǎo)致大約66％的材料浪費(fèi)。應(yīng)注意，所述初軋坯通過(guò)開(kāi)式模鍛形成，并且其具有大致形狀并被定尺寸成用于機(jī)加工的矩形坯件。

在大批量生產(chǎn)這種部件的過(guò)程中，利用傳統(tǒng)的制造方法浪費(fèi)大量的原材料，這造成大量的機(jī)加工時(shí)間和低的產(chǎn)量。

液力端的現(xiàn)有設(shè)計(jì)和現(xiàn)有制造方法的另一重要限制在于，機(jī)加工路線(xiàn)穿過(guò)晶粒流線(xiàn)，因而晶粒流線(xiàn)沿著液力端的輪廓不連續(xù)。這是為何通過(guò)現(xiàn)有方法制造的現(xiàn)有設(shè)計(jì)的液力端沿著液力端的輪廓缺乏連續(xù)晶粒流線(xiàn)的原因。

因此，需要提供一種用于液力端的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新制造方法。同樣重要的是，減少在產(chǎn)品的非組裝區(qū)域上的機(jī)加工，并通過(guò)鍛造產(chǎn)生用于精機(jī)加工的近凈成形輸入。這將在鍛造和機(jī)加工工藝之間建立恰當(dāng)?shù)钠胶猓@有效地利用材料并減少機(jī)加工時(shí)間。這導(dǎo)致在不損害所需機(jī)械性能和特定強(qiáng)度的情況下提高這種零件的生產(chǎn)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供在非組裝區(qū)域中具有鍛態(tài)表面的安全和應(yīng)用關(guān)鍵部件。

本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供具有有效的材料利用率的安全和應(yīng)用關(guān)鍵部件。

本發(fā)明的更進(jìn)一步的目的是提供制造上述安全和應(yīng)用關(guān)鍵部件的方法。

本發(fā)明的另一目的是提供優(yōu)化的“初軋坯”，其尺寸被輸入至閉式模鍛。

本發(fā)明的另一目的是提供近凈成形鍛造，以由利用閉式模方法的鍛造增強(qiáng)材料利用率。

本發(fā)明的另一目的是提供用于所述近凈成形鍛造過(guò)程的鍛模設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的另一目的是提供利用閉式模鍛由初軋坯制造近凈成形預(yù)型件的方法。

本發(fā)明的又一目的是提供用于所述近凈成形鍛造的機(jī)加工設(shè)計(jì)和工具路徑產(chǎn)生程序。